阳离子高分子P（DMC-AM）絮凝剂絮凝性能的研究

【摘要】通过实验对P（DMC-AM）阳离子高分子絮凝剂的絮凝性能进行了评价，探讨了溶液pH值、絮凝剂用量、废水温度以及搅拌速度和时间等对絮凝性能的影响，明确了产品的适宜使用条件，说明该絮凝剂絮凝效果优良。

【关键词】絮凝剂 絮凝性能 影响 因素

能使水溶液中的溶质、胶体或者悬浮物颗粒产生絮状沉淀的物质称为絮凝剂。絮凝技术是一种处理效率高、经济、简便的水处理技术。在水处理技术的方法中，国内外大多数厂家都采用絮凝沉淀法。絮凝剂在解决水资源短缺和水污染治理等领域发挥着重要越来越作用。下面对P（DMC-AM）阳离子高分子絮凝剂的絮凝性能进行实验研究。

1、实验

1.1 实验药品及仪器。氢氧化钠，盐酸，自制的P（DMC-AM）阳离子高分子絮凝剂。DBJ-621型定时变速搅拌机，pHS-2C型酸度仪，JA21002型电子天平，721型分光光度计等。

1.2 絮凝实验。絮凝性能用上层溶液透光率来表示。用DBJ-621型定时变速搅拌机在250m1的烧杯中进行实验：取100m1博汇纸业集团生产线上的中段废水，用稀HCI或稀NaOH溶液调节废水的pH值，再加入一定量的絮凝剂，先100r/min搅拌约3min，使絮凝剂充分分散在废水中，随后降低转速30r/min搅拌约8min，静置20min后在距离烧杯底部约2cm处取水样，用去离子水作参比，在610nm处，采用1.5cm的比色皿，用721分光光度计测其透光率，对絮凝剂的絮凝性能进行研究。

2、影响絮凝性能的因素

2.1 pH值对絮凝性能的影响

取博汇纸业集团生产线上的中段废水，用稀HCI或稀NaOH溶液调节废水的pH值，加入约0.4mg的絮凝剂，先快速搅拌，随后降低转速搅拌，静置后取水样，测其透光率，从pH值对上层溶液的透光率的影响来看，pH值对絮凝作用的影响是非常大的。增大pH值有利于提高絮凝效果，但是pH值超过6时絮凝效果开始下降，pH值在4-8范围内时，有利于造纸中段废水纤维的絮凝、沉淀，pH值在6左右时效果最好。说明阳离子型絮凝剂适合于在弱酸性、中性和弱碱性的pH值環境中使用，这时絮凝剂可显示出较强的阳离子性，中和作用明显。

一般情况下，阳离子型絮凝剂适合于在酸性和中性的pH值环境中使用;阴离子型絮凝剂适合于在中性和碱性的环境中使用;非离子型的絮凝剂则适合于从强酸性到碱性的环境中使用。另外，水体的pH值也直接影响到絮凝剂的用量。选择适当的pH值，可以节省大量的絮凝剂，降低成本，并且能够使絮凝作用进行得完全，絮凝效果良好。

2.2 絮凝剂用量对絮凝效果的影响

取纸业生产线上的中段废水，用稀HCI溶液调节废水的pH值约6.0，分别加入一定量的絮凝剂，测其透光率，通过试验得知絮凝剂用量对上层溶液的透光率影响很大，也就是说絮凝剂用量的多少对絮凝作用的影响非常大，增大絮凝剂的用量有利于提高絮凝效果，但是絮凝剂的用量超过4mg/L时絮凝效果开始下降，适宜的用量范围在3～5mg/L，有利于造纸中段废水纤维的絮凝、沉淀。这是因为絮凝剂用量太小，电性中和少，吸附架桥作用减弱，起不到电荷中和、吸附架桥的作用;增大絮凝剂用量，吸附量增大，有利于电荷中和、吸附架桥，絮体沉降速度增大，絮凝效果好。但当絮凝剂用量过大时，加入的絮凝剂在中和了胶体中的负电荷后有多余的正电荷，部分胶体颗粒则会因电荷排斥而重新分散处于稳定状态，导致“再稳”现象的发生，进而使絮凝效果下降。所以絮凝剂的用量是有一个最佳范围的。一般条件下，开始时絮凝效果随絮凝剂用量的增加而增加，当用量达到一定值时，再增加用量时絮凝效果反而下降。

2.3 废水温度对絮凝效果的影响

取纸业生产线上的中段废水，用稀HCI溶液调节废水的pH值约6.0，加入约0.4mg的絮凝剂，控制不同的水体温度，透光率随水体温度的变化而变化。水体的温度是絮凝反应、絮体成长、沉降分离等过程的重要控制因素。水溶液的温度过高和过低，对絮凝作用皆不利。一般体系温度越高，絮凝效果越好。这是因为随水温升高，系统粘度显著降低，同时悬浮粒子和高分子动量增加，加快了分子扩散速度，有利于粒子间的碰撞和絮体生长。但水温过高时，化学反应速度加快，形成的聚凝体细小，使絮体沉降速度下降，不易分离。当水温过低时，有些絮凝剂的水解反应变慢，水解时间增长，影响处理的水量，若不延长时间，则影响处理的效果。另外温度降低，水的粘度增大，从而增加水对絮凝体的撕裂作用，使絮体变得细小，不易分离，因而温度过低则使絮凝操作变得困难。通过实验表明：水体温度在常温对絮凝操作的影响甚微，说明实验制得的P（DMC-AM）絮凝剂的使用不受季节的影响、区域的限制。合适的温度是10～30℃。

2.4 搅拌速率及其时间对絮凝效果的影响

通过实验发现，适宜搅拌速度和时间，可以加速絮凝过程，提高絮凝效果。如果搅拌速度过快、时间过长，则会将能够形成沉降的颗粒搅碎后变成不能沉降的颗粒，反而降低絮凝效果;若搅拌速度过慢、时间过短，絮凝剂的水解速度减小，不利于絮凝剂的分散，且絮凝剂的与固体颗粒不能充分接触，不利于絮凝剂捕集胶体颗粒，将造成污泥中的小颗粒吸附不完全，当然不利于发挥絮凝作用。由大量文献资料可知：高速、低速搅拌的转速和搅拌时间需要结合起来考虑，高速搅拌过程中，絮凝剂与污泥充分混合;随后低速搅拌过程中，絮凝剂吸附污泥中的颗粒形成较大絮团。一般加入絮凝剂后搅拌速度在90～110r/min，搅拌时间为2～3min，这样可以使胶体粒子与絮凝剂有良好的接触，然后在絮凝颗粒生长的过程中低速搅拌，转速30～40r/min再搅拌5～10min，可得良好絮凝效果。

3、结论

P（DMC-AM）阳离子絮凝剂对造纸废水、生活污水确实有一定的絮凝、净化作用，其效果比PAC、非离子性PAM处理效果好。本实验仅考察了P（DMC-AM）絮凝剂对造纸废水、生活污水的处理效果，未能对诸如纺织、染化、石化、选矿、制药等废水进行P（DMC-AM）絮凝剂性能考察。在以后可以继续研究，进一步扩大P（DMC-AM）絮凝剂的应用范围，挖掘其应用潜力。

作者简介：赵素梅（1966-），女，山西闻喜人，淄博职业学院制药与生物工程系副教授，主要从事化工教学与研究。